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降阻剂发展历程
降阻剂的发展过程 早期使用(yòng)的降阻剂有(yǒu)石墨粉或食盐加木(mù炭。由于石墨、食盐属于易溶的電(diàn)解质,在地下受到雨水、地下水的浸泡会逐渐流失。
目前降阻剂市场上品种繁多(duō)，厂商(shāng)因利益而片面夸大产品的降阻性能(néng)。使用(yòng)户无法选择。下面从几个方面就有(yǒu)关降阻剂的问题做一下阐述。
一、降阻剂的发展过程 早期使用(yòng)的降阻剂有(yǒu)石墨粉或食盐加木(mù炭。由于石墨、食盐属于易溶的電(diàn)解质,在地下受到雨水、地下水的浸泡会逐渐流失,而且食盐中的氯离子对接地體(tǐ)还有(yǒu)腐蚀作用(yòng),因此使用(yòng)不久就被淘汰。
20 世纪70 年代初, 日本科(kē)學(xué)家研制出一种長(cháng)效降阻剂, 它主要是化學(xué)合成树脂与電(diàn)解质溶液组成的凝胶状物(wù)质, 具有(yǒu)一定的耐雨水及地下水冲刷的能(néng)力, 能(néng)较長(cháng)时间地保持低電(diàn)阻。但由于这种高分(fēn)子化合物(wù)具有(yǒu)一定的毒性, 大量使用(yòng)会造成环境污染, 对人體(tǐ)健康造成一定的威胁。
20 世纪80 年代后期,美國(guó)的Jones 和南斯拉夫的Veleder 在IEEE 和CIGRE 先后报导了以膨胀土為(wèi)基底的降阻剂改善接地装置性能(néng)的情况,这就是降阻剂由高导電(diàn)率物(wù)质组成的混合物(wù),发展到应用(yòng)合成树脂加上适量的交联剂、固化剂组成有(yǒu)机化學(xué)降阻剂和由导電(diàn)性能(néng)较好的无机化合物(wù)加上适当的水溶性電(diàn)解质与固化剂组成无机化學(xué)降阻剂的发展过程。
我國(guó)的降阻剂研制始于20 世纪70 年代, 有(yǒu)关部门组织電(diàn)力部、化工部下属的10 余个单位成立了降阻剂研制课题组, 1983 年前后列入“七五”重点攻关项目。以北京電(diàn)力设计院、中试所和北京化工设计研究院為(wèi)主, 研制出聚乙酰胺等合成树脂配制的有(yǒu)机化學(xué)降阻剂。以安徽中试所為(wèi)主, 研制出以膨胀土為(wèi)基底的无机化學(xué)降阻剂。同期还兴起一些民(mín)间组织从事开发生产, 至1988 年末有(yǒu)近30 家生产厂将不同种类的降阻剂推向市场。1997 年以后一种新(xīn)型的物(wù)理(lǐ)降阻剂问世, 从而使降阻剂明显地分(fēn)成了化學(xué)降阻剂和物(wù)理(lǐ)降阻剂两大类。近几年来共有(yǒu)生产降阻剂上百家之多(duō)，形成热潮，但良莠不齐，為(wèi)此電(diàn)力部门责成武高所编制《接地降阻剂暂行技术标准》开展产品质量检测、评定工作。
二、降阻剂的作用(yòng)分(fēn)析
（一）化學(xué)降阻剂目前降阻剂品种繁多(duō)，但大都属于化學(xué)降阻剂模式。从物(wù)态可(kě)分(fēn)為(wèi)液态和固态降阻剂；从物(wù)类则可(kě)分(fēn)為(wèi)有(yǒu)机和无机降阻剂。有(yǒu)机降阻剂又(yòu)有(yǒu)尿醛型、酰胺型，无机的有(yǒu)膨润土、稀土和无机化學(xué)降阻剂等。几种典型的化學(xué)降阻剂名称产地電(diàn)解质组分(fēn)组分(fēn)总含量（%）胶凝物(wù)尿醛型KCl、NaCl、MgCl2、NaHSO436尿醛树脂聚乙烯醇丙烯酰胺型NaCl、(NH4)2S2O464.7丙烯酰胺亚甲基双丙烯酰胺耐久性接地電(diàn)阻降低剂日本 JP56014467出示有(yǒu)：K、Na、Ca、Mg、NH3等与Cl-、SO42-、NO3-所成的盐共12种 Ca2SiO6、Ca2SiO4、Al2(SO4)3 固體(tǐ)无机化學(xué)接地降阻剂 CN1030666ANa2SO4、NH4Cl、MgSO4、MnSO4.4H2O、K2SO4、和Zn、Al、Mn等金属及其氧化物(wù)粉末共32.5，其中電(diàn)解质占25.8铝硅酸盐、水泥 化學(xué)降阻剂的共同特点主要是以 、 、 与碱性金属构成的電(diàn)解质盐类為(wèi)导電(diàn)物(wù)，胶凝物(wù)对金属有(yǒu)叫较强的亲和力，胫骨后紧密附着与金属表面，形成多(duō)相立體(tǐ)结构。对储存電(diàn)解质，减少初期流失有(yǒu)一定的效果。这种低電(diàn)阻结构比土壤致密高度，可(kě)阻止空气中氧的导電(diàn)机理(lǐ)相同，即只有(yǒu)在有(yǒu)水时電(diàn)解质電(diàn)离出带電(diàn)离子才能(néng)成為(wèi)导電(diàn)主體(tǐ)，電(diàn)解质浓度越高或電(diàn)离度越大，電(diàn)阻越低，降阻剂性越好，但这是阴离子对金属的腐蚀有(yǒu)饿越严重。季节性地下水位的起落，使得電(diàn)解质流失，尤其当无水时電(diàn)解质结晶或低温结冰，電(diàn)阻率就会升高而失去降阻能(néng)力。这些不同的化學(xué)降阻剂同时具有(yǒu)不同的性能(néng)。
1、尿醛型、丙烯酰胺型有(yǒu)机降阻剂，导電(diàn)主體(tǐ)是KCL、Nacl、Mgcl2等盐酸盐，以尿醛树脂、聚乙烯醇或丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺為(wèi)胶凝物(wù)，以NaHSO4或（NH4）2SO8為(wèi)固化剂，将这些物(wù)质分(fēn)别包装。现场施工使用(yòng)时将其导電(diàn)物(wù)溶解胶液加入充分(fēn)混合后，再加入用(yòng)水溶解了的固化剂，使之成為(wèi)胶状物(wù)，立即灌入接地體(tǐ)周围，否则固化后失去流动性或过早浇注又(yòu)会带来无胶凝作用(yòng)。这类降阻剂虽然初期对金属粘合力强，但使用(yòng)过程复杂不易被非专业人员掌握。腐蚀和毒性都大，且有(yǒu)机物(wù)受地下生化作用(yòng)易于老经而失去降阻作用(yòng)，未能(néng)得到广泛应用(yòng)。
2、膨润土降阻剂主要是强碱硅酸盐，氢离子浓度小(xiǎo), 腐蚀電(diàn)位高, 使析氢腐蚀无法存在， 降阻剂内含有(yǒu)大量的钾、钙、镁、铝等元素, 具有(yǒu)较好的阴极保护作用(yòng)，降阻剂结构密致,对金属腐蚀性小(xiǎo)，吸水性和保水性强。膨润土类的降阻剂扩散和渗透作用(yòng)较差，體(tǐ)膨胀与收缩过大，抗季节变化性差，尤其干旱及东北冻土带地區(qū)是不能(néng)应用(yòng)的。
3、无机化學(xué)降阻剂主要是以钾、钠、钙、镁的盐酸盐及硫酸盐為(wèi)导電(diàn)體(tǐ)，以硅酸盐為(wèi)胶凝物(wù)。显然腐蚀性和流失性都大。说明白了点这类降阻剂只不过是在以往食盐加木(mù炭降阻措施的改良。
（二）物(wù)理(lǐ)降阻剂物(wù)理(lǐ)降阻剂是以强碱弱酸盐為(wèi)胶凝物(wù)，去掉了電(diàn)解质的离子导電(diàn)物(wù)，以非電(diàn)解质的固體(tǐ)粉末為(wèi)导電(diàn)材料，主要是以炭素自由電(diàn)子材料和防腐剂组成。其特性為(wèi)耐酸碱盐，在干旱的沙漠应用(yòng)具有(yǒu)明显优越性。
三、降阻剂的降阻机理(lǐ)：
（1）由于降阻剂的扩散和渗透作用(yòng)，降低接地體(tǐ)周围的土壤電(diàn)阻率，关于扩散和渗透作用(yòng)，一般化學(xué)降阻剂强于其他(tā)型式的降阻剂，膨润土类的降阻剂扩散和渗透作用(yòng)较差，但降阻剂的稳定性和長(cháng)效性与扩散和渗透作用(yòng)是矛盾的。扩散和渗透好的降阻剂其稳定性和長(cháng)效性都比较差，因為(wèi)扩散和渗透性强的降阻剂容易随雨水的流失而流失。
（2）接地體(tǐ)同周围施加降阻剂后，相当于扩大了接地體(tǐ)的有(yǒu)效截面［2］，这机理(lǐ)对固體(tǐ)降阻剂和膨润土类降阻剂為(wèi)明显，而化學(xué)降阻剂和树指状的降阻剂随着时间的流失有(yǒu)效截面的增大则不太明显，会越来越小(xiǎo)。
（3）消除接触電(diàn)阻，接地體(tǐ)的接地電(diàn)阻可(kě)以分(fēn)為(wèi)两部分(fēn)，一是接地體(tǐ)与周围的大地所呈现的電(diàn)阻Rd；二是接地體(tǐ)与周围土壤的接触電(diàn)阻Rj，Rj=Rd+Rj，Rj的大小(xiǎo)与接地极周围的土壤有(yǒu)关，一般土质越密实，接触電(diàn)阻越小(xiǎo)，土壤越松散，接触電(diàn)阻越大；接触電(diàn)阻还与電(diàn)极表面状况有(yǒu)关，接地极表面越光滑，接触電(diàn)阻越小(xiǎo)，接地极表面越粗糙，接触電(diàn)阻越大。接地极生锈后，接触電(diàn)阻会逐渐增大。接地體(tǐ)施加降阻剂后，会减少或消除接触電(diàn)阻，但只有(yǒu)某些物(wù)理(lǐ)降阻剂和膨润土类降阻剂才具有(yǒu)这方面的功能(néng)，而化學(xué)降阻剂和流质降阻剂则不具有(yǒu)这方面的功能(néng)，有(yǒu)些降阻剂由于腐蚀还会使接触電(diàn)阻变大。
（4）降阻剂的吸水性和保水性改善并保持土壤导電(diàn)性能(néng)，土壤的导電(diàn)性能(néng)除了与土壤所含金属导電(diàn)离子的浓度有(yǒu)关外，还与土壤的含水量有(yǒu)关。
四、降阻剂的选择在选择使用(yòng)降阻剂时应注意如下指标：
（1）降阻剂的電(diàn)阻率，要想获得理(lǐ)想的降阻效果，首先降阻剂本身的電(diàn)阻率ρ值要小(xiǎo)。用(yòng)户在选择降阻剂时首先要考虑的就是降阻剂自身的标称電(diàn)阻率,一般情况下,降阻剂自身的标称電(diàn)阻率越小(xiǎo)越好。
（2）降阻剂对钢接地體(tǐ)的腐蚀率，降阻剂对钢接地體(tǐ)的腐蚀率要低，一些降阻剂对钢接地體(tǐ)有(yǒu)腐蚀作用(yòng)，但也有(yǒu)一些降阻剂对钢接地體(tǐ)有(yǒu)防腐保护作用(yòng)。降阻剂是否具有(yǒu)防腐作用(yòng)，一般要看其对钢接地體(tǐ)的平均年腐蚀率是否低于当地土壤对钢接地體(tǐ)的腐蚀率，一般土壤对钢接地體(tǐ)的平均年腐蚀率為(wèi)：扁钢為(wèi)0.05~0.2mm/a；圆钢為(wèi)0.07~0.3mm/a[2]。如果降阻剂对钢接地體(tǐ)的腐蚀率低于当地土壤对钢接地體(tǐ)的腐蚀率就认為(wèi)降阻剂对钢接地體(tǐ)具有(yǒu)防腐作用(yòng);否则就认為(wèi)具有(yǒu)腐蚀作用(yòng)。
（3）降阻剂的稳定性和長(cháng)效性，我们希望接地装置的接地電(diàn)阻一直稳定在某个值以下，不希望其经常变化，而某些降阻剂的降阻效果会随土壤干湿度的变化而变化，特别是一些无机降阻剂，离子类降阻剂，一旦缺水就会析出颗粒状的晶體(tǐ)，失去导電(diàn)特性。
（4）对环境有(yǒu)无污染，选择降阻剂时一定要选无污染，无毒性，使用(yòng)安全的降阻剂，对降阻剂要看其组分(fēn)，要查有(yǒu)无环保部门的检测报告。结束语 每种降阻材料都有(yǒu)其不同的降阻机理(lǐ)和特点,在使用(yòng)中都会有(yǒu)有(yǒu)利的一面和存在一些问题,在使同中应结合一定的降阻措施,一定的设计,结合使用(yòng)场所和使用(yòng)目的合理(lǐ)的选择降阻材料。应尽量的用(yòng)其所長(cháng),避其所短,经认真的技术经济分(fēn)析后合理(lǐ)、正确的使用(yòng)降阻材料,从而达到有(yǒu)效降低接地電(diàn)阻的目的。
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